Эксперименты по молекулярной спектроскопии на новосибирском терагерцовом лазере на свободных электронах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Уникальные параметры Новосибирского лазера на свободных электронах (НЛСЭ) позволяют проводить в Центре коллективного пользования на его основе уникальные эксперименты по спектроскопии молекул. В статье подробно описаны параметры излучения терагерцового НЛСЭ. Кратко представлены проделанные на этом лазере эксперименты по молекулярной спектроскопии с соответствующими ссылками, где эти работы описаны подробно. Рассмотрены потенциально возможные, пока нереализованные эксперименты на терагерцовом НЛСЭ в области молекулярной спектроскопии сверхвысокого разрешения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Кубарев

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vitaly.kubarev@yandex.ru
Россия, Новосибирск, 630090

Е. Н. Чесноков

Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН

Email: vitaly.kubarev@yandex.ru
Россия, Новосибирск, 630090

Список литературы

  1. Shevchenko O.A., Vinokurov N.A., Arbuzov V.S. et al. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2299. C. 020001. https://doi.org/10.1063/5.0031513
  2. Kulipanov G.N., Bagryanskaya E.G., Chesnokov E.N. et al. // IEEE Trans. on Terahertz Science & Technology. 2015. V. 5. C. 798. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2015.2453121
  3. Кубарев В.В. Оптические системы, диагностика и эксперименты на терагерцевых и инфракрасных лазерах на свободных электронах. Дис. … докт. физ.-мат. наук. Новосибирск: ИЯФ СО РАН, 2016. 321 с. https://www.inp.nsk.su/images/diss/Kubarev_disser.pdf
  4. Kubarev V.V. // Nuclear Instruments & Methods in Physics Research A. 2021. V. 1007. C. 165426. https://doi.org/10.1016/j.nima.2021.165426
  5. Kubarev V.V., Getmanov Ya.V., Shevchenko O.A. // AIP Conference Proceedings. 2020. V. 2299. C. 020003. https://doi.org/10.1063/5.0030503
  6. Kubarev V.V., Kulipanov G.N., Kolobanov E.I. et al. // Nuclear Instruments & Methods in Physics Research A. 2009. V. 603. C. 25. https://doi.org/10.1016/j.nima.2008.12.122
  7. Kubarev V.V. // Optics Letters. 2023. V. 48. C. 4785. https://doi.org/10.1364/OL.501366
  8. Kubarev V.V., Getmanov Ya.V., Shevchenko O.A. et al. // In Proc. of 39th Free Electron Laser Conf. FEL2019. Hamburg, Germany. 26–30 August 2019. http://jacow.org/fel2019/papers/tud03.pdf
  9. Kubarev V.V., Sozinov G.I., Scheglov M.A. et al. // IEEE Trans. on Terahertz Science & Technology. 2020. V. 10. C. 634. http://jacow.org/fel2019/papers/tud03.pdf
  10. Kubarev V.V., Ovchar V.K., Palagin K.S. // In Proc. 34th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves IRMMW-THz-2009. Busan, South Korea. 21–25 September 2009. https://doi.org/10.1109/ICIMW.2009.5325576
  11. Kubarev V.V., Kazakevich G., Jeong Y.U., Lee B. Ch. // Nuclear Instruments & Methods in Physics Research A. 2003. V. 507. C. 523. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)00911-2
  12. Kubarev V.V., Chesnokov E.N., Koshlyakov P.V. // In Proc. of 37th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves IRMMW-THz-2012. Wollongong, Australia. 23–28 September 2012. https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2012.6380436
  13. Kubarev V.V. // In Proc. of 38th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves IRMMW-THz-2012. Mainz, Germany. 01–06 September 2013. https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2013.6665603
  14. Kubarev V.V., Chesnokov E.N., Koshlyakov P.V. // In Proc. 5th International Conference TERA-2023. Moscow, Russia. 27 Febrary – 02 Mach 2023. https://doi.org/10.59043/9785604953914_96
  15. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V., Kulipanov G.N. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 101. C. 131109. https://doi.org/10.1063/1.4754826
  16. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V., Kulipanov G.N. // Laser Phys. Lett. 2013. V. 10. C. 055701. http://iopscience.iop.org/1612-202X/10/5/055701
  17. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105. C. 261107. https://doi.org/10.1063/1.4905205
  18. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V. et al. // Chem. Phys. Lett. 2015. V. 636. C. 203. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2015.07.043
  19. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V., Fedorov V.V. // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. 2017. V. 7. C. 144. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2017.2658441
  20. Chesnokov E.N., Krasnoperov L.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V. // Combustion, Explosion, and Shock Waves. 2019. V. 55. C. 18. https://doi.org/10.1134/S0010508219010027
  21. Chesnokov E.N., Krasnoperov L.N., Kubarev V.V. // Laser Physics. 2020. V. 30. C. 015204. doi: 10.1088/1555-6611/ab535a
  22. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Krasnoperov L.N., Koshlyakov P.V. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. C. 20248. https://doi.org/10.1039/D0CP02773A
  23. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V. // Laser Physics Letters. 2021. V. 18. C. 085205. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1612-202X/ac0d08/meta
  24. Chesnokov E.N., Kubarev V.V., Koshlyakov P.V., Gorbachev Ya.I. // Laser Phys. Lett. 2022. V. 19. C. 055201. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1612-202X/ac59bd
  25. Kubarev V.V., Chesnokov E.N., Koshlyakov P.V. // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. 2023.
  26. Kubarev V.V., Getmanov Ya.V. // In Proc. 43rd International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves IRMMW-THz-2018. Nagoya, Japan. 09–14 September 2018. https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2018.8510231
  27. Tammaro S., Pirali O., Roy P. et al. // Nature Commun. 2015. V. 6. C. 7733. https://doi.org/10.1038/ncomms8733

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Характерный спектр излучения терагерцового НЛСЭ вблизи центральной частоты 2 ТГц в резонансном неустойчивом режиме (а), развертка спектра (а) вблизи центра для режима с низкочастотной модовой неустойчивостью (а'); спектр терагерцового НЛСЭ в стабилизированном устойчивом режиме (б), развертка спектра (б) вблизи центра для режима без низкочастотной модовой неустойчивости (б').

Скачать (492KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Оптическая схема гетеродинного поляризационного спектрометра. Стрелками в кружках показано направление поляризации электрического поля излучения.

Скачать (321KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектральное разрешение гетеродинного поляризационного спектрометра в зависимости от времени измерения. Крайняя левая экспериментальная точка имеет разрешение 1000 при времени измерения 300 пс; она получена в эксперименте по спектроскопии отдельных импульсов НЛСЭ в режиме модуляционной неустойчивости.

Скачать (67KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры отдельных импульсов НЛСЭ в режиме модуляционной неустойчивости (три сплошные линии) и спектр НЛСЭ, снятый в тех же условиях фурье-спектрометром (усредненный по многим импульсам) с таким же спектральным разрешением (пунктирная линия, боковые частоты не обнаруживаются).

Скачать (127KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сигнал свободной индукции естественной изотопической смеси молекул HBr между двумя мощными короткими возбуждающими импульсами НЛСЭ. На вкладке показаны спектральные линии, производящие этот сигнал. Высокочастотная модуляция – изотопическое расщепление линий.

Скачать (297KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сигнал свободной индукции OH-радикала: без магнитного поля (а), в слабом магнитном поле для поляризации, перпендикулярной поляризации возбуждающего импульса НЛСЭ, который полностью подавляется (б). Высокочастотная модуляция обоих сигналов – Λ-расщепление линий OH, не зависящее от магнитного поля. Низкочастотная модуляция, зависящая от величины магнитного поля, – эффект биения линий, расщепленных эффектом Зеемана, и не-фарадеевского вращения плоскости поляризации.

Скачать (155KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024